Среди научного оборудования, которое устанавливали на поверхности Луны астронавты программы Аполлон, были уголковые отражатели для лазерной локации Луны. Из описания программы известно, что их устанавливали астронавты миссии Аполлон-11, Аполлон-14 и Аполлон-15.
Еще два уголковых отражателя находились на Луноходе-1 и Луноходе-2. Но к ним вернемся позже.
Что такое уголковый отражатель и зачем он был нужен? Прибор представлял собой панель с призмами. По 100 шт. было на отражателях у Аполлона-11 и 14. А в отражателе, установленным астронавтами Аполлон-15 было 300 призм. Принцип действия их как в автомобильных катафотах. Не важно под каким углом падает свет на уголковый отражатель – свет всегда будет отражаться в ту же сторону, откуда пришел.
Теоретически, лазерный луч, отправленный к такому отражателю, вернется обратно с небольшой задержкой на прохождение расстояние от Земли до луны и обратно. По этой задержке рассчитывается точное расстояние до Луны.
Эксперименты по локации Луны и определению точного расстояния до нее проводились в 60-х (после появления первых лазеров) и без всяких отражателей. Луч отражался от лунного грунта. Но при этом точность эксперимента позволяла рассчитать расстояние до Луны лишь с погрешностью 200 м. Не совсем понятно, как снижение светового потока могло сказаться на точности эксперимента. И почему уголковый отражатель повышал точность измерения, которое выросло в экспериментах с отражателями чуть ли не до считанных сантиметров. Там важна точность в интервалах посылаемых импульсов.
Площадь уголкового отражателя у NASA – не более 0,25 м2 (размер примерно 0,45 х 0,45 м). Площадь лазерного луча на поверхности Луны, выпущенного через оптическую систему телескопа – 25 км2. Таким образом, основное отражение потока лазерного луча происходит не от уголкового отражателя, а все так же от лунного грунта, как и в начальных экспериментах лазерной локации.
Смысла в уголковых отражателях нет никакого. Даже если отраженный лазерный луч будет меньшей площади. К тому же, Луна движется по орбите радиусом 380 тыс. км со скоростью около 1,3 км/сек, механизмы слежения телескопа не настолько точны, чтобы «поймать» уголковый отражатель и вести его вместе с Луной. Еще еще можно сфокусироваться на лунном кратере,то на панели площадью меньше 1 м2– нереально.
Расчеты показывают, что на Земле отклонение возвращенного луча лазера составит примерно 3,3 км в сторону движения Луны по орбите и за 2,5 секунды, пока импульс возвратится, земная поверхность отъедет почти на километр, так что итоговое отклонение составит около 2,5 км. Никакой луч назад никто не принимает, принимают рассеянный слабый световой импульс от лунной поверхности. Можно сказать.
Некоторые исследователи считают, что от лунной поверхности назад к телескопу приходят считанные фотоны и установить, отразились они от уголкового отражателя или от лунного грунта невозможно. Получается, что учитывать уголковые отражатели в качестве доказательств, что американцы были на Луне – не корректно.
Отчет NASA о лазерной локации Луны:
В нем специалисты не стали лукавить и написали следующее:
"Измеренное время дальности может иметь три возможных источника: отражение от световозвращателя, отражение от поверхности Луны или случайное совпадение шумов от отраженного солнечного света и фона.
Таким образом, находятся ли уголковые отражатели, установленные астронавтами – проверить приборами с Земли невозможно. Отражение сигнала происходит в большей степени от лунного грунта.
Коэффициент отражения лунной поверхности очень низкий, 7-15%. Но из-за того, что лунная поверхность имеет так называемую расчлененную, изрытую поверхность, она сама работает как катафот. Этим объясняется тот эффект, когда в полнолуние мы видим все полушарие с равномерно отраженным светом. А по закону оптики должны были видеть лишь центр лунного диска.
Еще два уголковых отражателя были установлены на наших Луноходах. С Луноходом-1 случилась странная ситуация.
Странно, что эти отражатели изготавливали во Франции. Простой прибор, состоящий из 14 стеклянных четырёхгранных пирамид, а изготовление предали в Европу не смотря на «железный занавес» того времени.
По официальным отчетам уголковый отражатель Лунохода-1 в первые 1,5 года работы обеспечил около 20 наблюдений, но затем точное положение то ли отражателя, то ли лунохода утерялось, и найти его удалось лишь в 2010 году. 22 апреля 2010 года «Луноход-1» найден на поверхности Луны Томом Мерфи с группой учёных, отправивших лазерные импульсы с телескопа обсерватории Апаче-Пойнт в Нью-Мексико. Предполагалось, что луноход встал в наклонном положении, что ослабляет отражённый от него сигнал и затрудняет его поиск при неточных данных о координатах на поверхности Луны.
Дело в том, что рабочий диапазон углов для уголкового отражателя, установленного на луноходах, составлял ±10 градусов. А с учетом лунной либрацией – 7 градусов.
Что может отражать эта площадь уголкового отражателя, если луч лазера, выпущенный телескопом на поверхности Луны рассеивается на площадь в многие квадратные километры?
За все время проведено 1400 определений расстояния до Луны. В основном работали с уголковыми отражателями «Лунохода-2» и «Аполлона-15». В 1983 году работы там были прекращены ввиду свёртывания советской лунной программы.
Скорее всего, с уголковыми отражателями на Луноходе-2 ситуация такая же, как и с отражателями Аполлонов. Отражается сигнал от лунного грунта, а не от самого отражателя.
Есть еще такая информация: «Луноход-2», как стоял ориентированный на Солнце в последний свой день 10 мая 1973, так и остался направленным на восток с открытой крышкой. Получается, уголковые отражатели никто не ориентировали на Землю, они не работают. И отраженный световой сигнал идет от лунного грунта.
